|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Prom kosmiczny Shuttle i Buran. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Wahadłowiec kosmiczny lub po prostu wahadłowiec (ang. Space Shuttle - „wahadłowiec kosmiczny”) to amerykański statek kosmiczny transportowy wielokrotnego użytku. Promy były wykorzystywane w ramach rządowego programu NASA Space Transportation System (STS). Rozumiano, że wahadłowce będą „przebiegać jak promy” pomiędzy niską orbitą okołoziemską a Ziemią, dostarczając ładunki w obu kierunkach.
Program wahadłowców jest opracowywany przez North American Rockwell na zlecenie NASA od 1971 roku. Przy tworzeniu systemu zastosowano szereg rozwiązań technicznych modułów księżycowych programu Apollo z lat 1960. XX w.: eksperymenty z akceleratorami na paliwa stałe, układy ich separacji i odbioru paliwa z zewnętrznego zbiornika. W sumie zbudowano pięć wahadłowców (dwa z nich zginęły w katastrofach) i jeden prototyp. Loty w kosmos odbywały się od 12 kwietnia 1981 do 21 lipca 2011. Chociaż starty w kosmos były rzadkie, kwestia kosztu rakiet nośnych nie przyciągnęła do siebie zbyt wiele uwagi. Ale wraz z postępem eksploracji kosmosu zaczął zyskiwać na znaczeniu. Koszt pojazdu startowego w całkowitym koszcie startu statku kosmicznego jest różny. Jeśli pojazd nośny jest seryjny, a statek kosmiczny, który wystrzeliwany jest wyjątkowy, koszt pojazdu nośnego wynosi około 10 procent całkowitego kosztu wystrzelenia. Jeśli statek kosmiczny jest seryjny, a nośnik jest wyjątkowy – do 40 procent lub więcej. Wysoki koszt transportu kosmicznego tłumaczy się tym, że rakieta nośna jest używana tylko raz. Satelity i stacje kosmiczne działają na orbicie lub w przestrzeni międzyplanetarnej, przynosząc pewien wynik naukowy lub ekonomiczny, a stopnie rakietowe o złożonej konstrukcji i drogim wyposażeniu wypalają się w gęstych warstwach atmosfery. Oczywiście pojawiło się pytanie o obniżenie kosztów startów kosmicznych poprzez ponowne uruchomienie pojazdów nośnych. Istnieje wiele projektów takich systemów. Jednym z nich jest samolot kosmiczny. Jest to uskrzydlona maszyna, która niczym samolot pasażerski wystartowałaby z portu kosmicznego i po dostarczeniu ładunku na orbitę (satelitę lub statek kosmiczny) wróciłaby na Ziemię. Ale nadal nie można stworzyć takiego samolotu, głównie ze względu na niezbędny stosunek mas ładunku do całkowitej masy maszyny. Wiele innych schematów samolotów wielokrotnego użytku okazało się ekonomicznie nieopłacalnych lub trudnych do wdrożenia. Niemniej jednak w Stanach Zjednoczonych udali się jednak na stworzenie statku kosmicznego wielokrotnego użytku. Wielu ekspertów sprzeciwiało się tak kosztownemu projektowi. Ale Pentagon go poparł. Rozwój systemu promu kosmicznego („wahadłowiec kosmiczny”) rozpoczął się w Stanach Zjednoczonych w 1972 roku. Opierał się na koncepcji statku kosmicznego wielokrotnego użytku zaprojektowanego do wystrzeliwania sztucznych satelitów i innych obiektów na orbity bliskie Ziemi. Wahadłowiec kosmiczny to połączenie załogowego etapu orbitalnego, dwóch dopalaczy rakietowych i dużego zbiornika paliwa znajdującego się pomiędzy tymi dopalaczami. Wahadłowiec startuje pionowo za pomocą dwóch dopalaczy na paliwo stałe (każdy o średnicy 3,7 metra), a także silników rakietowych na paliwo ciekłe fazy orbitalnej, które są zasilane paliwem (ciekły wodór i ciekły tlen) z dużego paliwa czołg. Dopalacze paliwa stałego działają tylko w początkowej części trajektorii. Ich czas trwania to nieco ponad dwie minuty. Na wysokości 70-90 kilometrów boostery są rozdzielane, zrzucane na spadochronach do wody, do oceanu i holowane na brzeg w celu ponownego użycia po regeneracji i naładowaniu. Po wejściu na orbitę zbiornik paliwa (8,5 metra średnicy i 47 metrów długości) jest zrzucany i spalany w gęstych warstwach atmosfery.
Najbardziej złożonym elementem kompleksu jest etap orbitalny. Przypomina samolot rakietowy ze skrzydłem delta. Oprócz silników mieści się w nim kokpit i przedział ładunkowy. Etap orbitalny deorbituje jak konwencjonalny statek kosmiczny i ląduje bez ciągu, tylko dzięki sile nośnej skrzydła o małym wydłużeniu. Skrzydło pozwala scenie orbitalnej na wykonanie pewnego manewru zarówno w zasięgu, jak i na kursie, a docelowo wylądować na specjalnym betonowym pasie. Prędkość lądowania na scenie jest znacznie wyższa niż jakiegokolwiek myśliwca - około 350 kilometrów na godzinę. Korpus stopnia orbitalnego musi wytrzymać temperaturę 1600 stopni Celsjusza. Osłona termiczna składa się z 30922 płytek silikatowych przyklejonych do kadłuba i ciasno do siebie dopasowanych. Prom kosmiczny to swego rodzaju kompromis zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym. Maksymalny ładunek dostarczony przez wahadłowiec na orbitę wynosi od 14,5 do 29,5 tony, a jego masa startowa wynosi 2000 ton, co oznacza, że ładunek wynosi tylko 0,8-1,5% całkowitej masy zatankowanego statku kosmicznego. Jednocześnie liczba ta dla konwencjonalnej rakiety o takim samym udźwigu wynosi 2-4 procent. Jeśli weźmiemy za wskaźnik stosunek ładowności do masy konstrukcji, z wyłączeniem paliwa, przewaga na korzyść konwencjonalnej rakiety wzrośnie jeszcze bardziej. Taka jest cena za możliwość przynajmniej częściowego ponownego wykorzystania konstrukcji statków kosmicznych. Jeden z twórców statków kosmicznych i stacji, pilot-kosmonauta ZSRR, prof. K.P. Feoktistow ocenia efektywność ekonomiczną promu w następujący sposób: "Nie trzeba dodawać, że stworzenie ekonomicznego systemu transportowego nie jest łatwe. Niektórzy eksperci są również zdezorientowani ideą promu w następujący sposób. że za rok tylko jeden „samolot”, aby uzasadnić swoją budowę, musi wynieść na orbitę około tysiąca ton różnych ładunków. Z drugiej strony istnieje tendencja do zmniejszania masy statków kosmicznych, wydłużania czasu ich aktywnego życia na orbicie oraz, ogólnie rzecz biorąc, aby zmniejszyć liczbę pojazdów nośnych, rozwiązując zestaw zadań dla każdego z nich.
Z punktu widzenia wydajności, stworzenie transportowca wielokrotnego użytku o tak dużej nośności jest przedwczesne. O wiele bardziej opłacalne jest zaopatrywanie stacji orbitalnych za pomocą automatycznych statków transportowych typu Progress.Dzisiaj koszt jednego kilograma ładunku wystrzelonego w kosmos przez wahadłowiec to 25000 5000 dolarów, a przez Proton - XNUMX XNUMX dolarów. Bez bezpośredniego wsparcia Pentagonu projekt nie mógłby zostać doprowadzony do etapu eksperymentów lotniczych. Na samym początku projektu w kwaterze głównej Sił Powietrznych USA powołano komisję ds. użytkowania wahadłowca. Podjęto decyzję o budowie wyrzutni wahadłowca w bazie sił powietrznych Vandenberg w Kalifornii, z której wystrzeliwane są wojskowe statki kosmiczne. Klienci wojskowi planowali użyć wahadłowca do realizacji szerokiego programu rozmieszczenia satelitów rozpoznawczych w kosmosie, systemów wykrywania radaru i namierzania rakiet bojowych, do załogowych lotów rozpoznawczych, tworzenia kosmicznych stanowisk dowodzenia, platform orbitalnych z bronią laserową, dla " inspekcja" kosmitów na orbicie. obiekty kosmiczne i ich dostarczenie na Ziemię. Wahadłowiec był również uważany za jedno z kluczowych ogniw w ogólnym programie tworzenia kosmicznej broni laserowej. Tak więc już w pierwszym locie załoga statku kosmicznego Columbia realizowała zadanie wojskowe związane ze sprawdzeniem niezawodności urządzenia celowniczego do broni laserowej. Laser umieszczony na orbicie musi być dokładnie wycelowany w pociski oddalone od niego o setki i tysiące kilometrów. Od wczesnych lat 1980. Siły Powietrzne USA przygotowywały szereg niesklasyfikowanych eksperymentów na orbicie polarnej, aby opracować zaawansowany sprzęt do śledzenia obiektów poruszających się w przestrzeni powietrznej i bezpowietrznej. Katastrofa Challengera 28 stycznia 1986 r. wprowadziła poprawki do dalszego rozwoju amerykańskich programów kosmicznych. Challenger odbył swój ostatni lot, paraliżując cały amerykański program kosmiczny. Kiedy wahadłowce zostały ustawione, współpraca NASA z Departamentem Obrony została zakwestionowana. Siły Powietrzne skutecznie rozwiązały swoją grupę astronautów. Zmienił się także skład misji wojskowo-naukowej, która otrzymała nazwę STS-39 i została przeniesiona na Przylądek Canaveral. Terminy następnego lotu były wielokrotnie przesuwane. Program wznowiono dopiero w 1990 roku. Od tego czasu promy regularnie wykonują loty kosmiczne. Uczestniczyli w naprawie teleskopu Hubble'a, lotach na stację Mir i budowie ISS. Do czasu wznowienia lotów wahadłowców w ZSRR gotowy był już statek wielokrotnego użytku, który pod wieloma względami przewyższał amerykański. 15 listopada 1988 roku nowy pojazd nośny Energia wystrzelił statek kosmiczny wielokrotnego użytku Buran na niską orbitę okołoziemską. Po wykonaniu dwóch orbit wokół Ziemi, prowadzony przez cudowne maszyny, wylądował pięknie na betonowym pasie lądowania Bajkonuru, niczym samolot Aerofłotu.
Pojazd nośny Energia to podstawowa rakieta całego systemu rakiet nośnych, utworzonego z połączenia różnej liczby zunifikowanych stopni modułowych i zdolnego do wystrzelenia w kosmos pojazdów o masie od 10 do setek ton! Jego podstawą, rdzeniem, jest drugi krok. Jego wysokość wynosi 60 metrów, średnica około 8 metrów. Posiada cztery silniki rakietowe na paliwo ciekłe, zasilane wodorem (paliwo) i tlenem (utleniacz). Siła ciągu każdego takiego silnika na powierzchni Ziemi wynosi 1480 kN. Cztery bloki są zadokowane parami wokół drugiego stopnia u jego podstawy, tworząc pierwszy stopień pojazdu nośnego. Każdy blok wyposażony jest w najmocniejszy na świecie czterokomorowy silnik RD-170 o ciągu 7400 kN blisko Ziemi. „Pakiet” bloków pierwszego i drugiego etapu tworzy potężną, ciężką rakietę nośną o masie startowej do 2400 ton i ładowności 100 ton. Całkowity ciąg jego silników na początku lotu sięga 36000 XNUMX kN. „Buran” ma duże zewnętrzne podobieństwo do amerykańskiego „Shuttle”. Statek zbudowany jest według schematu samolotu bezogonowego ze skrzydłem delta o zmiennym skosie, posiada stery aerodynamiczne, które działają podczas lądowania po powrocie do gęstych warstw atmosfery - steru i steru wysokości. Był w stanie wykonać kontrolowane zejście w atmosferze z bocznym manewrem do 2000 kilometrów. Długość Burana wynosi 36,4 metra, rozpiętość skrzydeł około 24 metry, wysokość statku na podwoziu ponad 16 metrów. Masa startowa statku to ponad 100 ton, z czego 14 ton to paliwo. Uszczelniona, całkowicie spawana kabina dla załogi i większość wyposażenia do lotu w ramach kompleksu rakietowo-kosmicznego, autonomicznego lotu na orbicie, zejścia i lądowania jest umieszczona w przedziale nosowym. Objętość kabiny - ponad 70 metrów sześciennych.
Buran w kosmosie Wracając do gęstych warstw atmosfery, najbardziej obciążone cieplnie odcinki powierzchni statku nagrzewają się do 1600 stopni, natomiast ciepło docierające bezpośrednio do metalowej konstrukcji statku nie powinno przekraczać 150 stopni. Dlatego „Buran” wyróżniał się silną ochroną termiczną, która zapewnia normalne warunki temperaturowe konstrukcji statku podczas przechodzenia gęstych warstw atmosfery podczas lądowania. Powłoka termoizolacyjna ponad 38 tysięcy płytek wykonana jest ze specjalnych materiałów: włókna kwarcowego, wysokotemperaturowych włókien organicznych, częściowo na bazie węgla. Pancerz ceramiczny ma zdolność akumulowania ciepła bez przekazywania go do kadłuba statku. Całkowita masa tej zbroi wynosiła około 9 ton. Długość przedziału ładunkowego Buran wynosi około 18 metrów. Jego obszerny przedział ładunkowy mógł pomieścić ładunek o wadze do 30 ton. Można tam umieścić duże statki kosmiczne - duże satelity, bloki stacji orbitalnych. Masa do lądowania statku wynosi 82 tony. "Buran" został wyposażony we wszystkie niezbędne systemy i urządzenia zarówno do lotów automatycznych, jak i załogowych. Są to środki nawigacji i sterowania, systemy radiotechniczne i telewizyjne, automatyczne urządzenia do kontrolowania reżimu termicznego, system podtrzymywania życia załogi i wiele, wiele więcej. Główny układ napędowy, dwie grupy silników do manewrowania, znajdują się na końcu sekcji ogonowej i przed kadłubem. Zmiany, które odróżniały system Energia-Buran od systemu Promów Kosmicznych przyniosły następujące skutki: w systemie Energia-Buran elementem wielokrotnego użytku w pierwszym locie był jedynie sam statek orbitalny, a bloki pierwszego stopnia i blok centralny zostały utracone podczas procesu uruchamiania. Z drugiej strony stworzono uniwersalny system przestrzeni transportowej, który w odróżnieniu od Amerykanów umożliwił wystrzelenie w przestrzeń kosmiczną nie tylko Burana, ale także dowolnych ciężkich ładunków o masie do 100 ton, podczas gdy w Stanach Zjednoczonych wahadłowiec jest integralną część systemu transportowego i ładunku ograniczonego do 29,5 tony, a ze względu na cechy wyrównania statku orbitalnego nie odbył się ani jeden lot z pełnym ładunkiem. W Stanach Zjednoczonych planowano stworzenie systemu przeznaczonego wyłącznie do ładunków jednorazowego użytku w oparciu o Shuttle (Shuttle-C), ale nie zostały one wdrożone. Autor: Musskiy S.A.
▪ Cyfrowa telewizja satelitarna
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Cząsteczki syntetyczne niszczą alergie
▪ sekcja strony Narzędzia i mechanizmy dla rolnictwa. Wybór artykułu ▪ artykuł Poziomy drążek spod łóżka. Wskazówki dla mistrza domu ▪ Artykuł galwaniczny. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Farby akwarelowe - zrób to sam. Doświadczenie chemiczne
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony